鲁教版九年级全册《第4单元 金属》单元测试卷
一、选择题（每题包括12小题，每题3分，共36分）
1．（3分）下列金属中，熔点最高的是（ ）
A．铜 B．汞 C．钨 D．铝
2．（3分）下列防锈措施合理的是（ ）
A．经常用水冲洗自行车链条
B．用过的菜刀及时用盐水清洗
C．用“钢丝球”打磨铝锅表面
D．在铁制暖气片上刷“银粉”
3．（3分）将甲、乙两种金属片分别放入CuSO4溶液中，甲表面析出金属Cu，乙表面没有发生反应，据此判断，三种金属的活动性顺序是（ ）
A．甲＞铜＞乙 B．铜＞甲＞乙 C．乙＞铜＞甲 D．甲＞乙＞铜
4．（3分）我市即将正式跨入高铁时代。高铁钢轨制造使用的是含锰钢，轨道铺设时每段钢轨的长度达1～2千米，从而大幅减少了轨道接口数量。下列说法错误的是（ ）
A．制造钢轨的材料是铁的合金
B．钢轨制造时加入锰是为了增大硬度、增强韧性
C．在钢轨接口处涂上油或扣上帽，可以防止接口锈蚀
D．钢轨热胀冷缩、歪曲变形是化学变化
5．（3分）下列有关模拟工业炼铁的叙述不正确的是（ ）
A．硬质玻璃管中红色固体变为银白色
B．用燃着的酒精灯可防止CO污染空气
C．赤铁矿的主要成分是Fe2O3
D．实验结束后先移去酒精喷灯，继续通CO直至硬质玻璃管冷却
6．（3分）黄金是Au对应的单质，化学性质很稳定。而假黄金是铜锌合金，颜色和外形似黄金。下列不能区分黄金与假黄金的方案是（ ）
A．在空气中灼烧 B．放在盐酸中
C．观察颜色 D．放在AgNO3溶液中
7．（3分）我国万米深海潜水器“奋斗者”号载人舱外壳材料采用的是钛合金，钛的生产过程中发生的反应之一为：TiO2+2Cl2+2CTiCl4+2CO，下列说法正确的是（ ）
A．该反应为置换反应
B．反应前后碳元素的化合价没有发生变化
C．TiO2是氧化物
D．钛合金的熔点比金属钛高
8．（3分）R为金属，发生如下反应：R+CuSO4═Cu+RSO4．下列说法错误的是（ ）
A．该反应为置换反应
B．R的金属活动性比Cu强
C．该金属可以是Al
D．若R为Fe，反应后溶液的质量会减小
9．（3分）某金属R在化合物中常显+1价，R的金属活动性比铜弱。某同学为了验证R、铝、铜的金属活动性顺序，取三种金属片，并选用了下列的溶液进行探究，无法达到实验目的的是（ ）
A．CuSO4溶液
B．稀硫酸、CuSO4溶液
C．稀硫酸、Al2（SO4）3溶液
D．Al（NO3）3溶液、RNO3溶液
10．（3分）某固体由镁、锌、铁三种金属中的一种或几种组成，现取ag固体于烧杯中，再加入足量稀盐酸，充分反应后，将所得溶液小心蒸干（不考虑操作过程中物质的损耗），得到（a+14.2）g不含结晶水的固体，则a的取值范围是（ ）
A．4.8≤a≤13.0 B．11.2＜a≤13.0
C．3.6≤a≤11.2 D．4.8≤a＜11.2
11．（3分）向盛有Cu（NO3）2溶液的烧杯中加入一定量锌粉和银粉的混合物，充分反应后过滤，得到滤渣和滤液。下列判断正确的是（ ）
A．滤渣中一定不含锌，一定含铜和银
B．滤渣中一定不含锌和铜，一定含银
C．滤液中一定含Zn（NO3）2，一定不含AgNO3
D．滤液中一定含Zn（NO3）2和Cu（NO3）2，可能含AgNO3
12．（3分）下列图像不能正确反映对应变化关系的是（ ）
A．是向AgNO3和Cu（NO3）2的混合溶液中加入锌粉至过量
B．是向盐酸和氯化钙的混合溶液中加入碳酸钠溶液至过量
C．是浓硫酸长时间敞口露置于空气中
D．是向相同质量、相同质量分数的稀盐酸中分别逐渐加入镁粉和铁粉
二、填空题（本题包括4小题，共36分）
13．（6分）2021年5月15日，中国首个火星探测器祝融号成功着陆火星，传回的图像在视觉上呈现为橘红色，是因为其地表广泛分布赤铁矿。
（1）祝融号着陆后，展开太阳能板，把太阳能转化为 能，驱动仪器正常运转；太阳能板主要成分是单晶硅，常温下硅元素与碳元素的化学性质相似，其原因是 。
（2）赤铁矿的主要成分是 （写化学式），工业上用赤铁矿炼铁的化学方程式为 。
（3）每年因腐蚀而报废的金属数量惊人，请列举防止铁制品生锈的一条措施 。
14．（10分）金属材料广泛应用于生产、生活中。
（1）用铜作导线，利用了铜的延展性和 性。
（2）镁是一种活泼的金属，请写出镁与稀盐酸反应的化学方程式 。
（3）将等质量的A、B、C三种金属（生成物中金属元素均为+2价）。分别放入质量分数相等且足量的稀盐酸中，产生H2的质量与反应时间的关系如图所示。A、B、C三种金属中，金属活动性由强到弱的顺序是 ，相对原子质量最大的是 。
（4）向一定量的硝酸银和硝酸亚铁混合溶液中加入mg锌粉，充分反应后过滤，得到滤液和滤渣。下列分析正确的是 （填字母序号）。
A．若滤渣只含一种金属，则滤液中的溶质只有三种
B．若滤液中含有两种金属离子，则滤渣中的固体只有两种
C．若最终得到的滤渣质量仍为mg，则滤液中溶质最多有两种
D．若向滤渣中加入稀盐酸，有气泡产生，则滤液中的溶质最多有两种
15．（10分）如图为高炉冶铁、炼钢并用生产的钢来探究白铜成分的流程图。（已知硫酸镍的化学式为NiSO4）
（1）用高炉冶铁的主要反应原理是 （用化学方程式表示）。
（2）分析流程图，三脱装置中发生反应的基本反应类型是 。
（3）向精炼炉中吹入氩气使钢水循环流动，各成分均匀混合，相当于化学实验中 （填一种仪器的名称）的作用。
（4）铁与镍相比，铁的金属活动性 镍（选填“＞”、“＝”或“＜”），判断依据是 （用化学方程式表示）。
（5）通过以上信息，得出白铜的成分是 ，其硬度比纯铜 （填“大”或“小”）。
16．（10分）工业上处理黄铜渣（含Cu、Zn、CuO、ZnO和杂质）废料时，通常将其转化为硫酸锌并回收铜（黄铜渣中的杂质不溶于水，也不参与反应），其主要流程如图所示：
查阅资料：2Cu+2H2SO4+O2═2CuSO4+2H2O CuO+H2SO4═CuSO4+H2O ZnO+H2SO4═ZnSO4+H2O
（1）黄铜的熔点比铜的熔点 （填“高”或“低”）。
（2）过程Ⅱ中分离操作的名称是 ，该操作需要用到的玻璃仪器有烧杯、玻璃棒和 （填仪器名称）。
（3）过程Ⅲ中有气体产生，该反应的化学方程式是 ，该反应的基本反应类型为 反应。
三、实验探究题（本题包括1小题，共19分）
17．（19分）金属防腐是科学研究中的重大课题。某校学习小组以铁的腐蚀为项目进行如下研究。
【认识铁的腐蚀】
（1）下列环境中的铁制品最容易生锈的是 （填字母序号）。
A．未擦干的铁锅 B．涂油漆的栏杆 C．盛水的不锈钢水杯
（2）铁锈的主要成分是Fe2O3 xH2O，Fe2O3 中铁元素的化合价是 。
【探究铁的腐蚀】
（3）该小组用如图甲装置进行实验，起始时量筒内水面处于50mL刻度处，之后水面缓慢上升。几天后水面处于约 （填“40”或“10”）mL刻度处，原因是 。
【拓展探究】
（4）小强进行如下实验：取铁钉用砂纸打磨，称其质量，按如图乙安装装置，放置3天，再取出铁钉称量。在不同温度下重复上述实验，得到铁钉质量增加情况如下表。
温度/°C 10 20 30 40 50 60 70
铁钉质量增加/g 0.02 0.04 0.08 0.16 0.18 0.18 0.18
小强的实验是探究 因素对铁钉腐蚀快慢的影响，结论是 。
（5）有同学认为小强的实验未能真实反映50°C以后铁钉腐蚀的快慢，理由是50°C以后铁钉质量没有变化。请分析铁钉质量没有变化的原因： 。改进实验方案证明你的分析： 。
四、计算题（本题包括1小题，共9分）
18．（9分）铜锌合金又叫黄铜，外观酷似黄金，极易以假乱真。某化学兴趣小组用图I所示装置测定黄铜中锌的含量。将足量的稀硫酸全部加入锥形瓶中，充分反应后天平示数的变化如图Ⅱ所示。请计算：
（1）生成氢气 g。
（2）黄铜样品中锌的质量分数。（写出计算过程）
参考答案与试题解析
一、选择题（每题包括12小题，每题3分，共36分）
1．【解答】解：由金属的物理性质可知，熔点最高的金属是钨。
故选：C。
2．【解答】解：A．经常用水冲洗自行车链条，铁能与氧气、水充分接触，容易锈蚀，故选项说法错误。
B．菜刀与盐溶液接触时更容易生锈，用过的菜刀及时用盐水清洗更容易生锈，故选项说法错误。
C．铝锅表面有一层致密的氧化物薄膜，对铝锅起到保护作用，用钢丝球擦洗，能把氧化物薄膜擦去，故选项说法错误。
D．铝可以形成一层致密的氧化物保护膜，具有良好的抗腐蚀性，铝粉就是用于铁制暖气片防锈用的“银粉”，能起到防止金属制品锈蚀的作用，故选项说法正确。
故选：D。
3．【解答】解：在金属活动性顺序中，位于前面的金属能把排在它后面的金属从其盐溶液中置换出来，将甲、乙两种金属片分别放入CuSO4溶液中，甲表面析出金属Cu，说明了活动性甲＞铜；乙表面没有发生反应，说明乙不能将铜从其盐溶液中置换出来，即乙的金属活动性比铜弱，即Cu＞乙；故三种金属的活动性顺序是甲＞铜＞乙。
故选：A。
4．【解答】解：A、钢是铁的合金，制造钢轨的材料是铁的合金，故选项说法正确。
B、钢轨制造时加入锰，能增大硬度、增强韧性，故选项说法正确。
C、在钢轨接口处涂上油或扣上帽，能隔绝氧气和水，可以防止接口锈蚀，故选项说法正确。
D、钢轨热胀冷缩、歪曲变形，均没有新物质生成，均属于物理变化，故选项说法错误。
故选：D。
5．【解答】解：A．一氧化碳具有还原性，在高温的条件下，一氧化碳能将氧化铁还原为铁的单质，氧化铁是红色的，铁粉是黑色的，所以观察到红色固体慢慢变成黑色，选项说法错误；
B．尾气中含有有毒的一氧化碳，可用酒精灯将其点燃处理，以免造成空气污染，选项说法正确；
C．赤铁矿的主要成分是Fe2O3，选项说法正确；
D．实验结束后先移去酒精喷灯，继续通CO直至硬质玻璃管冷却，这样既能防止铁在高温下被重新氧化，又能防止石灰水倒吸、炸裂玻璃管，选项说法正确。
故选：A。
6．【解答】解：A、在空气中灼烧黄金无颜色变化，而铜和氧气会生成氧化铜，所以假黄金能变黑，故能区分；
B、放在盐酸中黄金不反应，而假黄金中的锌能与盐酸反应生成氢气，故能区分；
C、因为黄金与假黄金颜色基本相同，故不能区分；
D、因为铜锌的活动性均大于银，所以两者均能与硝酸银溶液发生反应置换出银，而金不能与硝酸银反应，故能区分；
故选：C。
7．【解答】解：A、该反应的反应物是三种，该反应不是一种单质和一种化合物反应生成另一种单质和另一种化合物的反应，不属于置换反应，故选项说法错误。
B、C属于单质，碳元素的化合价为0，一氧化碳中碳元素的化合价为+2价，反应前后碳元素的化合价发生了变化，故选项说法错误。
C、TiO2是由两种元素组成的且有一种是氧元素的化合物，属于氧化物，故选项说法正确。
D、合金的熔点比组成它的纯金属的熔点低，钛合金的熔点比金属钛低，故选项说法错误。
故选：C。
8．【解答】解：A、置换反应指一种单质和一种化合物反应生成另一种单质和另一种化合物，由题中所给反应可知该反应为置换反应，故A正确；
B、在金属活动性顺序中排在前面的金属能把排在后面的金属从它的化合物溶液中置换出来，因为金属R能把铜置换出来，所以R比铜活泼，故B正确；
C、若金属R为铝，而铝的化合价为+3，硫酸根的化合价为﹣2，所以生成物中硫酸铝应为Al2（SO4）3，而不是AlSO4，故C不正确；
D、若R为Fe，根据化学方程式可知，反应前的硫酸铜溶液中硫酸铜的相对分子质量为160，而生成物中硫酸亚铁溶液中硫酸亚铁的相对分子质量为152，所以反应后溶液的质量会减小，故D正确。
故选：C。
9．【解答】解：A、铝能与CuSO4溶液反应生成硫酸铝溶液和铜，R不能与硫酸铜溶液反应，说明了活动性铝＞铜，铜＞R，由此可得出三种金属活动性铝＞铜＞R，故选项错误。
B、铝能与硫酸反应生成氢气，铜不能，说明了活动性铝＞氢＞铜，R不能与硫酸铜溶液反应，说明了活动性铜＞R，由此可得出三种金属活动性铝＞铜＞R，故选项错误。
C、铝能与硫酸反应生成氢气，铜、R不能，说明了活动性铝＞氢＞铜、R，R、铜均不能与Al2（SO4）3溶液反应，说明了活动性铝＞铜、R，无法确定R和铜的活动性强弱，故选项正确。
D、铜与Al（NO3）3溶液不反应，说明了活动性铝＞铜，铜能与RNO3溶液反应置换出R，说明了活动性铜＞R，由此可得出三种金属活动性铝＞铜＞R，故选项错误。
故选：C。
10．【解答】解：反应后生成盐酸盐为混合物，反应前的固体是三种金属，所以盐酸盐混合物中氯元素的质量为：（a+14.2）g﹣ag＝14.2g，
假设全部是镁，则镁的质量：＝4.8g；
假设全部是铁，则铁的质量：＝11.2g；
假设全部是锌，则锌的质量：＝13g。
所以a的取值范围是4.8≤a≤13。
故选：A。
11．【解答】解：A、锌的金属活动性比铜强，银的金属活动性比铜弱，向盛有Cu（NO3）2溶液的烧杯中加入一定量锌粉和银粉的混合物，锌能与硝酸铜反应生成硝酸锌和铜，银不能与硝酸铜反应，充分反应后过滤，滤渣中一定含有铜和银，无法确定反应进行的程度，可能含有锌，故选项说法错误。
B、根据A选项的分析，滤渣中一定含有铜和银，可能含有锌，故选项说法错误。
C、锌能与硝酸铜反应生成硝酸锌和铜，银不能与硝酸铜反应，则滤液中一定含Zn（NO3）2，一定不含AgNO3，故选项说法正确。
D、锌能与硝酸铜反应生成硝酸锌和铜，银不能与硝酸铜反应，则滤液中一定含Zn（NO3）2，一定不含AgNO3，无法确定反应进行的程度，硝酸铜可能有剩余，故选项说法错误。
故选：C。
12．【解答】解：A、向AgNO3和Cu（NO3）2的混合溶液中加入锌粉至过量，锌先与硝酸银溶液反应生成硝酸锌溶液和银，硝酸银反应完后，锌才能与硝酸铜溶液反应生成硝酸锌溶液和铜。由Fe+2AgNO3═Fe（NO3）2+2Ag，由反应时的质量比可知，每56份质量的铁可置换出216份质量的银，溶液的质量会减少，故选项图像错误。
B、向含有盐酸的CaCl2溶液中滴加Na2CO3溶液，碳酸钠先与稀盐酸反应生成氯化钠、水和二氧化碳气体，溶液的酸性逐渐减弱，pH逐渐增大，稀盐酸消耗完，溶液显中性，pH＝7；碳酸钠再与氯化钙反应生成碳酸钙白色沉淀和氯化钠，这一过程中pH＝7；与氯化钙完全反应后，继续滴加碳酸钠溶液，溶液显碱性，pH大于7，故选项图像正确。
C、浓硫酸长时间敞口露置于空气中，浓硫酸具有吸水性，溶质质量不变，故选项图像正确。
D、金属与酸反应时氢气来源于酸中的氢元素，因为酸的量相同，金属过量，故最终生成的氢气应该相等，生成等质量的氢气，消耗的铁的质量多，故选项图像正确。
故选：A。
二、填空题（本题包括4小题，共36分）
13．【解答】解：（1）祝融号着陆后，展开太阳能板，把太阳能转化为电能，驱动仪器正常运转。
太阳能板主要成分是单晶硅，常温下硅元素与碳元素的化学性质相似，原因是原子的最外层电子数相同。
（2）赤铁矿的主要成分是氧化铁，其化学式为Fe2O3；工业上用一氧化碳还原氧化铁炼铁，主要是利用CO的还原性，在高温下和氧化铁反应生成铁和二氧化碳，反应的化学方程式为Fe2O3+3CO2Fe+3CO2。
（3）铁生锈是铁跟空气中的氧气和水共同作用的结果；为了防止钢铁的锈蚀，人们常采用在其表面刷漆、涂油或镀上其他金属等覆盖保护膜的方法，这些方法都能够防止锈蚀的共同原理是隔绝氧气和水。
故答案为：
（1）电；最外层电子数相同；
（2）Fe2O3；Fe2O3+3CO2Fe+3CO2；
（3）刷漆等。
14．【解答】解：（1）用铜作导线，利用了铜的延展性和导电性。
故填：导电。
（2）镁与稀盐酸反应生成氯化镁和氢气，反应的化学方程式：Mg+2HCl═MgCl2+H2↑。
故填：Mg+2HCl═MgCl2+H2↑。
（3）将等质量的A、B、C三种金属（生成物中金属元素均为+2价），分别放入质量分数相等且足量的稀盐酸中，金属越活泼，反应速率越快，反应需要时间越短，相对原子质量越大，产生氢气质量越小，A、B、C三种金属中，金属活动性由强到弱的顺序是A、C、B，相对原子质量最大的是C。
故填：A、C、B；C。
（4）向一定量的硝酸银和硝酸亚铁混合溶液中加入mg锌粉，锌先和硝酸银反应生成硝酸锌和银，后和硝酸亚铁反应生成硝酸锌和铁；
A．若滤渣只含一种金属，则滤液中的溶质可能有两种，例如锌恰好和硝酸银完全反应时，溶质是硝酸锌和硝酸亚铁，该选项说法不正确；
B．若滤液中含有两种金属离子，则是硝酸锌和硝酸亚铁，则滤渣中的固体可能只有一种，例如锌和硝酸银恰好完全反应时，滤渣是银，该选项说法不正确；
C．锌和硝酸银反应后滤渣质量增大，和硝酸亚铁反应后滤渣质量减小，若最终得到的滤渣质量仍为mg，说明硝酸银完全反应，硝酸亚铁部分或全部反应，则滤液中溶质最多有两种，即硝酸锌和硝酸亚铁，该选项说法正确；
D．若向滤渣中加入稀盐酸，有气泡产生，则滤液中的溶质最多有两种，例如硝酸银完全反应，硝酸亚铁部分反应时，铁和稀盐酸反应生成氯化亚铁和氢气，产生气泡，滤液中溶质是硝酸锌和过量的硝酸亚铁，该选项说法正确。
故填：CD。
15．【解答】解：（1）高炉冶铁的主要反应原理是在高温的条件下，一氧化碳和氧化铁（或四氧化三铁）反应生成铁和二氧化碳，化学方程式为：3CO+Fe2O32Fe+3CO2（或4CO+Fe3O43Fe+4CO2）；故填：3CO+Fe2O32Fe+3CO2（或4CO+Fe3O43Fe+4CO2）；
（2）三脱装置中，在点燃的条件下，磷燃烧生成五氧化二磷、硫燃烧生成二氧化硫、硅燃烧生成二氧化硅，均是由两种物质反应生成另一种新物质，属于化合反应；故填：化合反应；
（3）向精炼炉中吹入氩气使钢水循环流动，各成分均匀混合，相当于化学实验中玻璃棒搅拌的作用；故填：玻璃棒；
（4）由流程图可知，铁与硫酸镍反应生成硫酸亚铁和镍，说明铁的活动性大于镍；故填：＞；Fe+NiSO4＝Ni+FeSO4；
（5）铜与硫酸不反应，镍与硫酸反应，由流程图信息可知，白铜中含有铜和镍，白铜是一种铜的合金，硬度大于铜的硬度；故填：铜、镍；大。
16．【解答】解：（1）黄铜属于合金，合金熔点低于原金属熔点；故答案为：低；
（2）经过操作Ⅱ实现了固液分离，常用方法为过滤；过滤需要烧杯盛取滤液，玻璃棒引流，还需漏斗过滤滤液；故答案为：过滤；漏斗；
（3）根据2Cu+2H2SO4+O2═2CuSO4+2H2O CuO+H2SO4═CuSO4+H2O ZnO+H2SO4═ZnSO4+H2O，因此溶液A中含有硫酸铜和硫酸锌；为了得到纯铜和硫酸锌，需要在硫酸铜溶液中加入足量锌，所以B为锌，固体C为锌和铜的混合物，锌与硫酸反应生成硫酸锌和氢气，书写化学方程式注意配平及气体符号，所以化学方程式为Zn+H2SO4＝ZnSO4+H2↑；反应符合单质与化合物反应生成另一种单质和化合物的特点，所以为置换反应；
故答案为：Zn+H2SO4＝ZnSO4+H2↑；置换。
三、实验探究题（本题包括1小题，共19分）
17．【解答】解：（1）铁制品腐蚀需要的条件是与水和氧气同时接触。
A：未擦干的铁锅，符合条件，故A易生锈；
B：涂油的栏杆，隔绝了空气，故B不容易生锈；
C：盛水的不锈钢水杯，不锈钢属于合金，故C不容易生锈。
（2）Fe2O3 化学式中，氧原子是﹣2价，﹣2×3＝﹣6，则2个铁原子要带6个正电荷才能保持物质呈电中性，故铁元素的化合价是+3价，故答案为：+3；
（3）量筒倒扣形成一个密封空间，铁丝绒 与空气和水接触易腐蚀，氧气占空气体积的1/5，空气中的氧气与铁反应完全后，水面会上升50×＝10mL，故答案为：40mL；
（4）通过实验数据可知，随着温度升高，铁钉质量不断增加，铁腐蚀越快，故答案为：温度；随着温度的升高，铁腐蚀越快；
（5）50°C后铁的质量不再增加，观察乙图可以判断，密闭的试管内的氧气已耗尽，铁钉没有继续腐蚀，要继续探究温度对铁腐蚀的影响，则要是试管内的氧气是足量的，故答案为：试管内的氧气已反应完全，铁不能继续被腐蚀；把单孔橡皮塞改为双孔，使试管内外空气相通。
四、计算题（本题包括1小题，共9分）
18．【解答】解：根据质量守恒定律可得，生成的氢气的质量为290.2g﹣290.0g＝0.2g
设黄铜样品中锌的质量分数为x
Zn+H2SO4＝ZnSO4+H2↑
65 2
20.0gx 0.2g
＝
x＝32.5%
故答案为：
（1）0.2；
（2）32.5%
